Question

复合氢化物可作为储氢和固体电解质材料，在能源与材料领域得到了深入的研究。

如:①Mg(NH₂)₂   ②NaNH₂   ③ H₃N－BH₃     ④NaAlH₄     ⑤Li₃AlH₆

(1)复合氢化物升温加热可逐步分解放出氢气，理论上单位质量的上述复合氢化物其储氢能力最低的是__________(填标号)。

(2)在Mg(NH₂)₂和NaNH₂中均存在NH₂^－，NH₂^－的空间构型为_________，中心原子的杂化方式为____________。

(3)H₃N－BH₃与水反应生成一种盐和H₂的化学方程式：_____________________。写出基态B原子的价电子轨道表达式：__________________________。

(4)Li₃AlH₆晶体的晶胞参数为a＝b＝801.7 pm，c＝945.5 pm，α＝β＝90°、γ＝120°，结构如图所示：

①已知AlH₆^3－的分数坐标为(0，0，0)、(0，0，)，(，，)，(，，)，(，，)和(，，)，晶胞中Li^＋的个数为____________。

②如图是上述Li₃AlH₆晶胞的某个截面，共含有10个AlH₆^3－，其中6个已经画出(图中的○)，请在图中用○将剩余的AlH₆^3－画出____________。

③此晶体的密度为____g·cm^－3(列出计算式，已知阿伏加德罗常数约为6.02×10²³mol^－1)。

Answer

② V形 sp3杂化 H3N－BH3+2H2O = NH4BO2 +3H2 18 或

【解析】

(1)理论上单位质量复合氢化物其储氢能力即为复合氢化物中氢元素的质量分数：①Mg(NH2)2中H％为、②NaNH2中H％为、③ H3N－BH3中H％为、④NaAlH4中H％为、⑤Li3AlH6中H％为，所以储氢能力最低的是②；

(2) NH2－的价层电子数为，根据VSEPR理论，NH2－的理论构型为正四面体，因含两对孤对电子，所以NH2－的空间构型为V形，因价层电子对数为4，所以中心原子N的杂化方式为sp3杂化；

(3)根据电负性数值，H3N－BH3中氮原子上的氢原子带正电荷，硼原子上的氢原子带负电荷，所以H3N－BH3与水反应时，－BH3中的氢原子与水发生归中反应生成氢气，－BH3转化为B(OH)4-（变可简写为BO2-），所以反应的化学方程式为：H3N－BH3+2H2O = NH4BO2 +3H2；

硼是第5号元素，在元素周期表中位于第二周期第ⅢA族、p区，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p1，价电子排布式为2s22p1，价电子轨道表达式为；

(4) ①根据AlH63－的分数坐标可以判断其在晶胞中的位置：8个在顶点、4个在侧棱棱心、4个在晶胞体内，由分摊法可得一个晶胞中含有6个AlH63－，所以一个晶胞中所含有Li+的个数为18；

②由截面的边长(801.7pm和945.5pm)可知这是过晶胞底面长轴的横截面,题目表明了这个截面中一共含有10个AlH63－ ，又画出4个位于顶点、2个位于棱心的AlH63－，所以需要画出的是4个位于晶.胞体内的AlH63－，结合AlH63－的分数坐标，即可将缺失的AlH63－补充完整，得到下图：或

③根据晶胞密度公式：，晶胞中M=54g/mol、Z=6、V=801.72945.5sin60pm3，所以该晶体的密度为。